Расчет состава и объемов твердеющей закладки.
В состав твердеющей закладки входят вяжущее, заполнители, иногда тонкодисперсные добавки и вода.
В качестве вяжущего Ц могут использоваться:
цемент активностью Rц = 30 ÷ 60 МПа ( наиболее часто марок МЗОО, М400, реже—марок М500, М6ОО);
молотые шлаки, чаще всего доменные, активностью Rш = 3,8 ÷ 7,5 МПа.
Заполнители применяют:
крупные К (щебень, гравий с крупностью зерен не более 0,02 ÷ 0,04 м);
мелкие М (песок, обесшламленны хвосты обогащения, измельченные гранулированные неактивные шлаки).
Добавки Д тонкодисперсные (размер частиц 0 ÷ 0,14 мм) применяются для сокращения расхода вяжущего, увеличения подвижности и времени твердения смеси. В качестве добавок можно применять глины, суглинки, хвосты обогащения. При наличии глинистых примесей в крупном и мелком заполнителе добавки Д могут и не понадобиться.
При расчете состава твердеющей закладки следует исходить из следующих положений, обоснованных практикой:
суммарный расход тонкодисперсных фракций (размер частиц менее 0,14 мм) должен составлять не менее 400 кг и не более 700 - 800 кг на 1 м3 закладки; к тонкодисперсным составляющим относятся цемент, молотые активные шлаки, глинистые примеси (естественные с крупным и мелким заполнителями либо специальные добавки Д);
оптимальным содержанием инертных глинистых примесей считается 10 ÷ 15% массы вяжущего;
расход воды для приготовления смеси должны быть в пределах 350 ÷ 550 л/м3 с учетом влажности заполнителей;
суммарный расход компонентов закладочной смеси, включая воду, составляет, как правило, 1800 ÷ 2200 кг/м3.
Более точный расчет состава закладки невозможен, поэтому результаты необходимо обязательно уточнять на основе пробных замесов и при необходимости корректировать опытным путем.
Теоретически возможны девять принципиально различных типов закладочных смесей (варианты с наличием добавок Д не выделены) ;
Ц + К +П + В;
Ц + К + В;
Ц + П + В;
(Ц'+ Ш) +К + П+В;
(Ц' + Ш) +К+В;
(Ц' + Ш) +П + В;
Ш + К + П + В;
Ш + К+В;
Ш + П + В.
Здесь Ц' — добавка цемента в сложном вяжущем; Ш - бесцементное вяжущее на основе молотых шлаков; В — вода.
Для расчета состава и объемов твердеющей закладки принимаем первый тип закладочной смеси.
Нормативную
прочность закладки Rб=
=8,5МПа.
Затем определяют расход цемента, кг/м3
(4.1)
где а,b – эмпирические коэффициенты; σц – предел прочности эталонной закладки, зависящий от марки цемента, МПа.
Таблица1.
Расчетные параметры для цементного вяжущего
Активность цемента Rц,МПа |
Марка цемента |
Предел прочности эталонной закладки, МПа |
Эмпирические коэффициенты |
|
а |
b |
|||
30 |
М300 |
8,1 |
0,0025 |
1 |
40 |
М400 |
9,7 |
0,0046 |
0,9 |
Для расчета принимаем цемент марки М400
Расход крупного и мелкого заполнителя (К+П), кг/м3, определяется по формуле:
(4.2)
где ВЖ – суммарное количество вяжущего, кг ВЖ=Ц; ρз.ц. – плотность зерен вяжущего ρ≈3100 кг/м3; В – расход воды, кг/м3; ρв – плотность воды, кг/м3; k – доля крупного заполнителя в общей массе заполнителя (для щебня k≤0,3÷0,35 и для гравия k≤0,4); ρз.п. – плотность зерен мелкого заполнителя, включая доменный шлак (ρз.п. = 2500 ÷ 2800 кг/м3, для мартеновских шлаков ρз.п. = 3400 ÷ 3600 кг/м3); Рз.к.- плотность зерен крупного заполнителя (ρз.п. =2500 ÷ 2700 кг/м3).
кг/м3
Ориентировочный расход воды В=500л/м3
На основе размеров камеры подсчитываем объем камеры.
(4.3)
где d-ширина слоя; h-высота слоя; l-длина слоя.
V=45*4*100=18000 м.куб
(4.4)
количество цемента для слоя составляет
Цк=V*Ц=18000*341,36=6144,5 т (4.5)
Количество крупного и мелкого заполнителя составляет
V*(К+П)=18000*1028,01=18504,25 т (4.5)
Количество воды составляет
Вк=V*В=18000*500=9000 т (4.6)